Comment la guerre de la Russie contre l’Ukraine pourrait aggraver la pénurie de puces

Le néon, un gaz incolore et inodore, n’est généralement pas aussi excitant qu’il y paraît, mais cette molécule sans prétention joue un rôle essentiel dans la fabrication de la technologie que nous utilisons tous les jours. Pendant des années, ce néon est également venu principalement d’Ukraine, où seulement deux entreprises purifient suffisamment pour produire des appareils pour une grande partie du monde, généralement avec peu de problèmes. Du moins, ils l’ont fait jusqu’à l’invasion de la Russie.

Confrontée à la réalité dévastatrice de la guerre, l’industrie ukrainienne du néon a arrêté sa production. L’une des deux principales entreprises ukrainiennes de fabrication de néons, Ingas, est basée à Marioupol, qui a été bombardée à plusieurs reprises par les forces russes et est actuellement assiégée. L’autre société, Cryoin, est basée à Odessa, où des citoyens se préparent actuellement à un assaut. Et dans des conditions terrifiantes et un nombre croissant de victimes civiles, la sécurité des personnes qui travaillent dans ces entreprises est la priorité, et non l’impact potentiel sur les fabricants de technologies.

Il y aura cependant des effets d’entraînement. Les fabricants de semi-conducteurs s’appuient sur le néon pour contrôler les lasers spécialisés qu’ils utilisent pour fabriquer des puces informatiques. À l’heure actuelle, il n’est pas clair s’ils ont suffisamment de temps pour trouver et développer de nouvelles sources de ce gaz avant que leurs réserves de secours ne soient épuisées : les sociétés de puces et les analystes du secteur affirment qu’il y a entre un et six mois de néon en réserve. Si cela s’épuise, ces entreprises ne pourront pas fabriquer de semi-conducteurs. Cela signifie que la pénurie mondiale de puces – qui devait se terminer dans le courant de l’année prochaine – pourrait durer encore plus longtemps, entraînant des prix plus élevés, des retards de livraison et des pénuries de technologies critiques.

“Qu’il s’agisse d’électronique, de voitures, d’ordinateurs, de téléphones, de nouveaux avions, tout ce à quoi vous pouvez penser a une puce semi-conductrice”, explique Unni Pillai, professeur de nanoingénierie à l’Institut polytechnique SUNY. “À long terme, si cela ne se résout pas, vous ne pourrez peut-être plus acheter ces produits sur le marché.”

Cette pénurie imminente rappelle gravement que la fabrication technologique est répartie dans le monde entier et dans différentes entreprises, dont certaines sont regroupées dans un seul pays. Les entreprises de matériel comme Apple, Samsung et Intel ont tendance à aimer cette approche car elles achètent des composants auprès de fabricants tiers spécialisés, ce qui leur permet de réduire les coûts de main-d’œuvre et d’assembler des appareils avec un haut niveau d’efficacité. Ce que la guerre en cours en Ukraine montre clairement, cependant, c’est que ce système est également précaire et qu’un problème dans la production du composant ou de l’ingrédient le plus élémentaire peut compromettre l’accès du monde à toutes sortes de technologies. Le néon n’est que le dernier exemple, mais il est peu probable que ce soit le dernier.

La fragile chaîne d’approvisionnement du néon, expliquée

Les fabricants de puces ne produisent généralement pas leur propre néon. Pourtant, ils ont besoin de gaz pour faire fonctionner les lasers très précis qu’ils utilisent pour transformer le silicium – l’ingrédient principal des puces – en minuscules circuits qui font fonctionner les ordinateurs. Ces lasers jouent un rôle primordial dans une étape appelée lithographie, qui intervient après que de longs cylindres de silicium, parfois appelés lingots, ont été découpés en fines feuilles de silicium, appelées wafers et ressemblant souvent à des CD-ROM. Les fabricants utilisent ces lasers pour graver de minuscules motifs délicats sur le verre, ce qui déclenche le processus de transformation d’une feuille de silicium en une feuille de puces. Parce que ces puces sont si petites et complexes, les fabricants doivent contrôler la longueur d’onde exacte de la lumière émise par leurs lasers. C’est à ça que sert le néon.

« Le néon est ce qu’on appelle un gaz tampon. Vous avez besoin de quelque chose qui soit en quelque sorte inerte pour jouer un rôle dans ce processus de génération de la longueur d’onde actuelle de la lumière dans le laser », a déclaré Pillai à Recode. “Cette exposition crée en fait ces circuits électroniques.”

Neon lui-même n’est pas si facile à obtenir. Le gaz est généralement capté directement de l’air, de sorte que les usines de fabrication utilisent une technologie spécialisée de séparation de l’air pour distiller le néon sous une forme liquide, ce qui lui permet d’être séparé d’autres molécules, comme l’azote et l’oxygène. Étant donné que le néon ne représente qu’une fraction de pour cent de l’air, il faut beaucoup d’air pour produire la quantité de néon dont l’industrie des semi-conducteurs a besoin. Cela signifie que l’endroit le plus pratique pour obtenir du néon est généralement dans une installation qui utilise déjà la même technologie pour d’autres raisons. Il s’agit généralement d’usines sidérurgiques, souvent celles de l’ex-Union soviétique.

Ce processus de base capture le néon sous forme brute, mais les fabricants de puces ont généralement besoin d’une version plus purifiée du gaz. C’est là qu’interviennent ces deux sociétés ukrainiennes, Ingas et Cryoin. Ensemble, l’Ukraine a produit environ la moitié des 667 millions de litres de néon de qualité semi-conducteur qui ont été utilisés l’année dernière, selon Techcet, une société de conseil en chaîne d’approvisionnement en semi-conducteurs. Cryoin fabrique principalement du néon pour l’industrie des puces, mais Ingas fabrique également d’autres types de néon, y compris le type utilisé dans les enseignes au néon que vous pourriez voir dans les vitrines.

Même avant l’invasion russe, il y avait des preuves que l’approvisionnement en néon de l’Ukraine était vulnérable. Lorsque la Russie a annexé la péninsule de Crimée en 2014, le prix du néon a bondi d’environ 600 % et les entreprises ont commencé à se demander si l’Ukraine pouvait produire du néon de manière fiable à long terme. Il y avait aussi des signes de troubles dans les mois et les semaines qui ont précédé l’attaque de la Russie. Depuis décembre 2021, les prix du néon ont bondi en Chine, qui abrite également un certain nombre de producteurs de néon. Sentant que la Russie allait bientôt envahir, début février, la Maison Blanche a dit aux fabricants de puces de commencer à chercher des sources de néon à l’extérieur du pays. Environ deux semaines plus tard, ASML, l’un des principaux fournisseurs de lasers de l’industrie des puces, a également commencé à chercher de nouveaux endroits pour acheter du néon.

En réponse, les sociétés de puces ont stocké leur néon. Pour le moment, la Semiconductor Industry Association, la principale organisation commerciale représentant l’industrie américaine des puces, a déclaré qu’il n’y aurait pas de “risques immédiats de rupture d’approvisionnement” en raison de la guerre. Il est également possible que ces entreprises puissent se tourner vers des mesures qu’elles ont également utilisées au lendemain de la crise en Crimée, comme le recyclage du néon dont elles disposent et l’ajustement de leurs lasers pour que leur néon dure plus longtemps. Le problème, cependant, est que ce ne sont que des solutions à court terme, et on ne sait pas combien de temps durera la guerre. À un moment donné, le néon pourrait s’épuiser.

L’industrie des puces remanie

L’emprise de longue date de l’Ukraine sur l’industrie du néon reflète des décennies de mondialisation, des politiques de libre-échange et même la naissance du conteneur maritime moderne, qui a permis aux entreprises de déplacer des appareils à un coût relativement faible d’une usine à l’autre au fur et à mesure de leur assemblage. Grâce à ce système, les pays du monde entier ont pu développer leurs propres niches au sein de la chaîne d’approvisionnement plus large, tout comme l’Ukraine l’a fait dans l’industrie des semi-conducteurs. Mais ce système est extrêmement risqué, surtout en période de crise. Cela peut laisser les travailleurs dans des conditions dangereuses et les personnes sans accès à la technologie critique.

Au cours des deux dernières années, la pénurie mondiale de semi-conducteurs l’a mis en évidence à maintes reprises. Les épidémies de Covid-19 dans les usines de fabrication de puces continuent de ralentir la production d’appareils. Il en va de même pour les pénuries d’électricité en Chine, un incendie au Japon et des conditions météorologiques extrêmes au Texas. Aujourd’hui, les constructeurs automobiles vendent des voitures sans pièces et les sociétés d’alarme ont du mal à remplacer les appareils de santé à domicile et les systèmes de sécurité obsolètes, tout cela parce qu’il n’y a toujours pas assez de puces. En ce sens, la guerre en Ukraine n’est qu’un autre exemple de la façon dont la pénurie d’un composant ou d’un ingrédient souvent inaperçu a la capacité de se répercuter et de faire dérailler toute l’industrie technologique.

“Ces matériaux de base – des éléments de la chaîne d’approvisionnement – il y a tellement de niveaux dans la plupart des chaînes d’approvisionnement que les gens n’y pensent pas”, a déclaré Willy Shih, professeur d’administration des affaires à Harvard, à Recode. “C’est une fonction de la toile complexe que nous avons tissée au cours des deux dernières décennies.”

Les pays se précipitent pour revenir sur cette approche de la fabrication de semi-conducteurs. Le Japon, la Chine, la Corée du Sud et l’Union européenne ont tous commencé ou prévoient d’investir des milliards de dollars pour développer leurs propres capacités de fabrication de puces. Les États-Unis envisagent actuellement de dépenser plus de 52 milliards de dollars pour stimuler l’industrie américaine des puces, qui est censée relancer la fabrication de technologies nationales et rendre la technologie américaine beaucoup moins dépendante des autres pays. Ce que la pénurie de néons a également mis en évidence, cependant, c’est que l’industrie des puces dépend fortement d’une large gamme de composants. Si les pénuries de ces composants peuvent prolonger la crise de l’approvisionnement en puces, elles freineront certainement la renaissance à venir des puces.

Youri Gripas/Abaca/Bloomberg via Getty Images

“Le changement qui se produit en ce moment – pour passer d’une économie plus globale à une économie plus locale – ce [war] le pousse en effet dans cette direction », a expliqué Lita Shon-Roy, présidente et chef de la direction de Techcet. “Chaque région devra mettre des choses en place pour leur permettre d’être plus autonomes en termes de matériaux.”

Dans le cas du néon, cela se produit déjà. En 2016, l’Ukraine produisait environ 70 % du néon utilisé dans les semi-conducteurs mondiaux, selon Techcet. Mais à la suite de la crise de Crimée, de nouvelles sources de néon ont commencé à apparaître. Certains fabricants d’acier américains ont reconfiguré la technologie de séparation de l’air qu’ils possédaient déjà afin de pouvoir capturer le néon, et une société américaine de gaz industriel, Linde, a dépensé 250 millions de dollars pour construire un site de production de néon au Texas. Les fabricants d’autres pays, dont la Chine et la Corée du Sud, fabriquent également leurs propres fournitures de néon. En réponse, la part de l’Ukraine sur le marché du néon a diminué.

Cependant, une solution à la pénurie de néons ne sera pas la fin des problèmes de l’industrie des puces. Même si de nouvelles sources de néon arrivent, la guerre en cours pourrait encore créer une pénurie d’autres fournitures essentielles utilisées pour les puces. La Russie fabrique une grande partie de l’approvisionnement américain en palladium, un métal utilisé dans les semi-conducteurs et les convertisseurs catalytiques. Il fournit également une grande partie du nickel mondial, un matériau essentiel pour la fabrication de batteries de véhicules électriques, et du C4F6, un autre gaz utilisé dans la fabrication de puces. Dans le même temps, Mykhailo Fedorov, ministre ukrainien de la transformation numérique, fait appel à certaines sociétés de puces, notamment Qualcommde se retirer entièrement de Russie.

« Lorsque des choses comme celle-ci se produisent, comme cela se produit en Ukraine, cela révèle toutes ces connexions », a déclaré Shih, professeur à Harvard. “Beaucoup de gens sont surpris.”

À l’avenir, les pays veulent être moins surpris, c’est pourquoi ils investissent beaucoup d’argent dans le développement d’un système plus autosuffisant – et plus coûteuse – approche. Pour l’instant, cependant, la chaîne d’approvisionnement technologique mondiale reste un château de cartes. Cela signifie que la fabrication des puces utilisées pour tout fabriquer, des défibrillateurs aux casques de réalité virtuelle, dépend toujours du fait que le monde est généralement dans un bon endroit, un endroit où il n’y a pas de guerres ou de pandémies. Malheureusement, ce n’est pas le monde dans lequel nous vivons.